陶瓷基板切割新技術：紫外激光與水導激光的顛覆性應用
發(fā)布日期：2025-09-01 10:35 ????瀏覽量：
在電子元器件向微型化、高集成度狂奔的今天，陶瓷基板作為5G通信、航空航天、新能源汽車等領域的"骨骼"，其加工精度正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。兩項顛覆性技術——紫外超短脈沖激光與水導激光切割，正以"冷加工"與"流體動力學"的雙重突破，重新定義陶瓷基板加工的精度邊界。
一、紫外激光
當激光波長縮短至355nm（紫外波段），其光子能量足以直接擊穿陶瓷材料的化學鍵，實現(xiàn)非熱熔性冷加工。這種超短脈沖激光（皮秒/飛秒級）在LTCC（低溫共燒陶瓷）與HTCC（高溫共燒陶瓷）微孔加工中展現(xiàn)三大革命性優(yōu)勢：
1、亞微米級精度突破
通過光化學剝離效應，紫外激光可在0.1mm厚度的陶瓷基板上加工出直徑50μm的微孔，孔壁粗糙度低于0.5μm，遠超傳統(tǒng)CO?激光的加工極限。有實測數(shù)據(jù)顯示，相較傳統(tǒng)工藝其加工效率提升300%，良品率從85%躍升至98%。
2、熱影響區(qū)近乎消失
超短脈沖激光的峰值功率高達10?W/cm²，但單脈沖作用時間僅10?¹²秒，能量來不及向材料內(nèi)部傳導。對比實驗顯示，傳統(tǒng)激光加工后陶瓷邊緣會形成50μm寬的熱影響區(qū)，而紫外激光加工后熱影響區(qū)幾乎不可見。
3、復雜結(jié)構的"無應力雕刻"
在5G濾波器陶瓷基板加工中，紫外激光可實現(xiàn)三維異形槽、階梯孔的直接成型，避免傳統(tǒng)蝕刻工藝中的化學污染與應力殘留問題。
二、水導激光
如果說紫外激光是"冷酷的手術刀"，水導激光則是"溫柔的雕刻師"。這項技術將激光束耦合進高壓水柱，形成直徑0.1-0.5mm的"激光水刀"，其創(chuàng)新價值體現(xiàn)在：
1、熱損傷的動態(tài)平衡
水柱以200m/s速度噴射，在切割瞬間完成三重作用：
-
激光能量通過水柱全反射實現(xiàn)聚焦（聚焦精度達±5μm）
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水流帶走90%以上的熱能，將熱影響區(qū)控制在2μm內(nèi)
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流體沖刷作用同步清除熔渣，避免二次加工
2、超厚材料的突破性加工
對于厚度超過2mm的HTCC基板，水導激光可實現(xiàn)垂直切割，而傳統(tǒng)方法需多次調(diào)整焦距。有實測表明，其切割速度達10mm/s，斷面平整度優(yōu)于0.01mm。
3、多材料兼容性
通過調(diào)節(jié)水壓與激光參數(shù)，同一設備可處理LTCC（脆性材料）與金屬化陶瓷（韌性材料）的復合加工，為SiP（系統(tǒng)級封裝）技術提供關鍵支撐。
紫外激光的"冷加工"與水導激光的"流體控制"，不僅解決了傳統(tǒng)工藝的精度與熱損傷矛盾，更開啟了材料加工的"零損傷時代"。
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